[发明专利]液压系统能量匹配控制方法

摘要

本发明公开了一种液压系统能量匹配控制方法，其特征是根据液压系统的时间与流量关系曲线、时间与压力关系曲线，获取任一时刻的负载率和流量需求；优先从系统数据库中提取与负载率相对应的变频电机的实际最佳频率，以及与流量需求相匹配的比例变量泵实际斜盘倾斜角；若无，则根据变频电机的效率与负载特性曲线，用理论计算方式初始化系统数据库。在设备运行中，系统数据库根据输出反馈信号进行数值修正，使液压系统具有自适应调整功能。本发明实现了液压系统的负载需求与能量输入匹配，而且最大程度保证了电机工作在高效阶段，提高了液压系统的能量利用率。

主权项

一种液压系统能量匹配控制方法，所述液压系统包括变频电机和由所述变频电机驱动的比例变量泵，其特征是所述能量匹配控制方法按如下过程进行：步骤a、根据液压设备主机工作方式与工件成形工艺特征制定液压系统的时间与流量关系曲线，以及时间与压力关系曲线；对所述变频电机进行效率测试，建立所述变频电机在各级工作频率下的效率与负载特性曲线；步骤b、根据所述液压系统的时间与流量关系曲线和时间与压力关系曲线，获取t时刻的负载率βt和流量需求Qt；查询系统数据库是否存在负载率βt和流量需求Qt对应下的原始最佳频率ft'和原始斜盘倾斜角γt'；若存在，则将所述系统数据库中的原始最佳频率ft'和原始斜盘倾斜角γt'分别作为实际最佳频率ft″和实际斜盘倾斜角γt″，即有：ft″＝ft'，γt″＝γt'；若不存在，则根据所述变频电机的效率与负载特性曲线，以所述变频电机效率最高与流量需求Qt可实现性为判断准则，计算获取所述负载率βt和流量需求Qt对应的理论最佳频率ft；根据所述流量需求Qt和所述理论最佳频率ft，计算获取所述负载率βt和流量需求Qt对应的所述比例变量泵的理论斜盘倾斜角γt；将所述理论最佳频率ft同时作为原始最佳频率ft'和实际最佳频率ft″，将所述理论斜盘倾斜角γt同时作为原始斜盘倾斜角γt'和实际斜盘倾斜角γt″，并存入系统数据库中，即有ft″＝ft'＝ft，γt″＝γt'＝γt；步骤c、通过变频器的控制使所述变频电机在t时刻的工作频率为实际最佳频率ft″，通过变量机构控制使所述比例变量泵在t时刻的斜盘倾斜角为所述实际斜盘倾斜角γt″；检测获得所述比例变量泵在t时刻的流量输出的测量值Q测，根据系统设定的精度给定容差度ε1，判断式(1)是否成立|Qt‑Q测|≤ε1       (1)若式(1)成立，则维持所述负载率βt和流量需求Qt对应下的实际最佳频率ft″和实际最佳斜盘倾斜角γt″不变；若式(1)不成立，则判断式(2)是否成立，Qmin(ft″)≤2Qt‑Q测≤Qmax(ft″)     (2)其中Qmin(ft″)和Qmax(ft″)分别为所述实际最佳频率ft″对应下的所述比例变量泵的最小流量和最大流量；若式(2)成立，则根据所述流量差Qt‑Q测、所述实际最佳频率ft″和所述实际最佳斜盘倾斜角γt″，计算获取变角修正信号Δγ1，并将系统数据库中与所述负载率βt和流量需求Qt对应的原始斜盘倾斜角γt'修改为：γt'＝γt″+Δγ1；若式(2)不成立，则判断式(3)是否成立：ft″＝fmax且γt″＝γmax    (3)式(3)中，fmax为所述变频电机的最大工作频率，γmax为所述比例变量泵的最大斜盘倾斜角；若式(3)不成立，则根据所述流量差Qt‑Q测以及实际最佳频率ft″计算获得变频信号修正值Δf和变角信号修正值Δγ2，并将系统数据库中与所述负载率βt和流量需求Qt对应的原始最佳频率ft'和原始斜盘倾斜角γt'修改为：ft'＝ft″+Δf，γt'＝γt″+Δγ2；若(3)式成立，则判断当前系统存在故障，已超出所述变频电机与所述比例变量泵的可调范围。